52
Topic 9: Exploring rate of change in other situations 345 Copyright © 2015 Charles A. Dana Center at the University of Texas at Austin, Learning Sciences Research Institute at the University of Illinois at Chicago, Agile Mind, Inc. EXPLORING RATE OF CHANGE IN OTHER SITUATIONS Lesson 9.1 Constant rates of change 9.1 OPENER Every autumn, the Marino Community Center uses a pump to drain all the water from its swimming pool in order to perform pool maintenance. Picture the water being pumped from a swimming pool, then answer the following questions. Be sure to justify your thinking. 1. Do you think the water drains at a constant rate? 2. What does it mean to drain at a constant rate? 9.1 CORE ACTIVITY 1. Complete the table showing the volume of water in the pool at different times. 2. Use the data in the table to justify that the pool is draining at a constant rate. a. Find the rate of change. Include units. b. What does the rate mean in the context of the pool situation? Elapsed time draining in hours Volume of water in pool in gallons

EXPLORING RATE OF CHANGE IN OTHER SITUATIONSmpmath1.weebly.com/uploads/4/5/6/7/45670275/_unit_3_topic_9_sab.pdf346! ! Unit&3&–&Rateof&change! Copyright!©!2015 CharlesA.DanaCenterattheUniv

  • Upload
    others

  • View
    18

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   345  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

EXPLORING RATE OF CHANGE IN OTHER SITUATIONS

Lesson 9.1 Constant rates of change

9.1 OPENER Every  autumn,  the  Marino  Community  Center  uses  a  pump  to  

drain  all  the  water  from  its  swimming  pool  in  order  to  perform  pool  maintenance.  Picture  the  water  being  pumped  from  a  swimming  pool,  then  answer  the  following  questions.  Be  sure  

to  justify  your  thinking.  

1. Do  you  think  the  water  drains  at  a  constant  rate?  

 

2. What  does  it  mean  to  drain  at  a  constant  rate?  

 

 

 

9.1 CORE ACTIVITY 1. Complete  the  table  showing  the  volume  of  water  in  the  pool  at  

different  times.    2. Use  the  data  in  the  table  to  justify  that  the  pool  is  draining  at  a  

constant  rate.  

a. Find  the  rate  of  change.  Include  units.        

b. What  does  the  rate  mean  in  the  context  of  the  pool  situation?    

   

 

 

 

Elapsed  time    draining  in  hours  

Volume  of  water    in  pool  in  gallons  

346     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

3. Consider  the  graph  of  the  pool  draining  situation.  

a. Explain  why  a  negative  rate  of  change  makes  sense  for  this  situation.          

b. What  kind  of  situation  would  be  described  by  a  positive  rate  of  change  for  the  pool  context  (volume  of  water  in  pool  versus  elapsed  time)?    

 

c. If  the  rate  of  change  for  the  pool  context  (volume  of  water  in  pool  versus  elapsed  time)  were  positive,  what  would  a  graph  of  the  data  look  like?  

 

4. Using  the  graph,  consider  some  possible  changes  to  the  pool  situation.    

a. What  if  the  pool  director  rented  a  more  powerful  pump  that  pumped  -­‐200  gallons/hour?  Plot  that  data  on  the  grid  using  a  small  square  for  each  point.    

b. What  if  the  pool  had  1350  gallons  to  start  and  drained  at  the  same  rate  as  that  shown  in  the  original  graph?  Plot  that  data  on  the  grid  using  a  small  triangle  for  each  point.    

c. What  if  the  pool  had  1050  gallons  to  start  and  drained  at  -­‐200  gallons/hour?  Plot  that  data  on  the  grid  using  a  small  diamond  for  each  point.      

d. What  if  the  pool  started  with  the  same  amount  of  water  as  in  the  original  graph,  but  the  pool  director  decided  not  to  drain  the  pool  that  day?  Plot  that  data  on  the  grid  using  a  small  star  for  each  point.  

   

9.1 CONSOLIDATION ACTIVITY 1. Suppose  you  want  to  work  out  on  a  stationary  exercise  

bicycle.  The  number  of  calories  you  will  burn  depends  on  the  number  of  minutes  you  pedal.  

a. Find  the  first  differences  in  time  and  in  calories  burned.    

 b. Use  the  first  differences  to  calculate  the  rate  of  

change.  What  are  the  units  of  the  rate  of  change?    

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   347  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

2. Now,  consider  what  happens  to  the  graph  if  something  changes  about  the  exercise  situation.    

a. What  if  you  burn  twice  as  many  calories  per  minute?  Plot  that  data  on  the  grid  using  a  small  square  for  each  point.  

 

b. What  if  you  ride  the  bicycle  for  30  minutes  at  the  same  rate  as  that  shown  in  the  original  graph,  but  then  decide  to  stop  riding  the  bicycle  and  rest  for  another  30  minutes?  Plot  that  data  on  the  grid  using  a  small  star  for  each  point.    

               

3. The  table  and  graph  show  the  amount  of  money  collected  in  terms  of  the  number  of  caps  sold.    

a. What  is  the  rate  of  change  of  these  data?  Justify  the  rate  of  change  using  both  the  table  and  the  graph.    

 

Baseball  Team  Cap  Sales  

Number  of  caps  sold  

Amount  collected  

0   $0.00  

1   $10.00  

3   $30.00  

5   $50.00  

6   $60.00  

9   $90.00  

 

 

 b. Interpret  the  rate  of  change  in  the  context  of  the  problem  situation.  

   

348     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

4. Sarah  looks  at  the  table  in  question  3  and  says,  “Because  the  differences  are  not  constant,  the  rate  of  change  is  not  constant.  For  example,  between  the  first  two  rows,  the  amount  collected  goes  up  by  $10  and  between  the  last  two  rows,  the  amount  collected  goes  up  by  $30.”  Identify  the  error  in  Sarah’s  statement.  

 

 

5. Now,  consider  what  happens  if  something  changes  about  the  baseball  cap  situation.    (You  may  find  making  a  table  helps  you  make  a  graph,  but  you  do  not  have  to  make  a  table.)  

a. What  if  the  team  sells  the  caps  for  $15  a  cap?  Plot  that  data  on  the  grid  in  question  3  using  a  small  square  for  each  point.  

b. What  if  the  team  sells  the  caps  for  $20  a  cap?  Plot  that  data  on  the  grid  in  question  3  using  a  small  triangle  for  each  point.  

c. What  if  the  team  sells  the  caps  for  $5  a  cap?  Plot  that  data  on  the  grid  in  question  3  using  a  small  diamond  for  each  point.  

d. What  conclusions  can  you  draw  from  the  graph  in  question  3  and  the  graphs  you  drew  in  question  5?  

 

e. Now,  consider  what  would  happen  if  the  team  also  collected  $40  in  donations  without  selling  more  caps.  

i. How  would  these  donations  affect  the  graph?  

 

ii. How  would  these  donations  affect  the  rate  of  change?  

 

 

6. What  do  the  graphs  of  the  data  from  the  baseball  cap  and  bicycle  workout  situations  have  in  common?  

 

 

 

 

 

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   349  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

HOMEWORK 9.1

Notes  or  additional  instructions  based  on  whole-­‐class  discussion  of  homework  assignment:  

 

 

 

1. Kumar  and  Jenée  are  surveying  people  in  their  neighborhood  on  political  opinions  for  their  government  class.  They  want  to  know  how  long  it  takes  to  do  the  surveys.  

a. Graph  the  data  of  their  survey  times.  Be  sure  to  label  your  axes.  

 

b. What  is  the  rate  of  change?  

c. Is  the  rate  positive  or  negative?  Explain  why  your  answer  makes  sense  in  the  problem.  

2. The  Marino  Community  Center  drains  and  fills  the  pool  periodically.    

a. Which  set  of  points  (the  points  marked  with  diamonds  or  the  points  marked  with  circles)  represents  draining  the  pool?  Explain.  

b. What  is  the  rate  at  which  the  pool  drains?  

c. Which  set  of  points  (the  points  marked  with  diamonds  or  the  points  marked  with  circles)  represents  filling  the  pool?  Explain.      

d. What  is  the  rate  at  which  the  pool  fills?    

Survey  responses  

Survey  responses  collected  

Total  time,  in  minutes  

0   0  

3   7.5  

4   10  

7   17.5  

8   20  

10   25  

11   27.5  

350     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

 

3. Two  elevators,  A  and  B,  travel  at  different  rates.  The  graphs  represent  their  heights  above  ground  level  in  floor  numbers.      

a. Elevator  A  moves  more  quickly  than  Elevator  B.  On  the  graph,  label  the  line  that  represents  Elevator  A  and  the  line  that  represents  Elevator  B.      

b. What  is  the  rate  of  each  elevator?    

 

4. Now  suppose  Elevator  A  takes  the  same  ride  but  starts  one  floor  higher.    

a. On  the  same  graph,  sketch  a  new  line  to  represent  Elevator  A.  Label  it  A'  (pronounced  “A  prime”).    

b. How  does  the  rate  of  change  shown  by  line  A'  compare  to  that  of  line  A?      

 

c. How  is  line  A'  different  from  line  A?        5. A  technician  works  on  Elevator  B.  Now  Elevator  B  moves  twice  as  fast.    

a. On  the  same  graph,  sketch  a  new  line  to  represent  Elevator  B.  Label  it  B'  (pronounced  “B  prime”).      b. How  does  the  rate  of  change  shown  by  line  B'  compare  to  that  of  line  B?    

c. How  is  line  B'  different  from  line  B?  

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   351  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

STAYING SHARP 9.1 Practicing

 algeb

ra  skills  &  con

cepts  

1. A  soccer  coach  needs  to  mark  off  a  smaller  field  for  

the  pee-­‐wee  league  so  that  the  dimensions  are      of  

the  original  field.  The  original  field  measures  100  yards  by  60  yards.  What  are  the  dimensions  of  the  pee-­‐wee  field?    

2. Sketch  a  graph  of  an  elevator  starting  on  floor  3  and  traveling  at  +2  floors  per  second.  Label  and  scale  the  axes.    

 

   

Prep

aring  for  up

coming  lesson

s  

3. Perform  the  following  calculations.  Look  for  a  pattern.  

 

30  ·∙  10  =  300  

30  ·∙  12  =  60  

30  ·∙  12  =  360  

 

10  ·∙  11  =  110  

17  ·∙  11  =  77  

17  ·∙  11  =  187  

 

What  pattern  did  you  find?    

 

4. Complete  the  table  for  this  magic  number  puzzle.  Work  forward  in  the  “Any  number”  column,  then  work  backward  to  the  starting  number  in  the  “Specific  number”  column.  

 

Steps   Any  number   Specific  number  

Pick  a  number.   n  

Multiply  by  3.  

Add  2.   17    

Focus  skill:  U

nit  rates  

5. People  are  arriving  at  an  amusement  park  at  a  constant  rate.  If  450  people  arrive  in  15  minutes,  how  many  people  arrive  each  minute?  

 

6. If  the  constant  rate  you  found  in  question  5  continues,  how  many  people  will  arrive  in  32  minutes?  

 

 

352     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   353  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

Lesson 9.2 Proportional relationships

9.2 OPENER Three  people  hiked  the  same  trail.  Each  line  on  the  graph  represents  the  relationship  between  the  elapsed  time  and  the  distance  from  the  beginning  of  the  trail  for  one  of  the  people.    

1.   What  does  each  person  have  in  common?  

2.   What  is  different  for  each  person?  

3.   At  what  rate  is  each  person  hiking?  

 

9.2 CORE ACTIVITY Joshua’s  job  at  the  Jean-­‐E  factory  is  inspecting  blue  jeans  for  defects.  When  he  finds  a  certain  number  of  pairs  of  defective  jeans,  the  machinery  must  be  stopped  for  maintenance.  Of  the  84  pairs  he  has  inspected  so  far,  only  3  have  had  defects.    

If  the  defect  rate  stays  constant,  what  else  can  you  determine  about  this  situation?  

1. A  table  can  show  how  many  pairs  of  blue  jeans  Joshua  will  inspect  if  the  defect  rate  stays  constant.  

a. Complete  the  table.  

Pairs  of  jeans  with  

defects  

Pairs  of  jeans  

inspected  

3   84  

6  

8  

12  

15  

b. Use  the  table  to  find  the  rate  of  change.  

 

354     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

2. Express  the  rate  of  change  in  two  other  ways.  

a. Complete  the  following  statement:  

Joshua  should  expect  to  find  1  pair  of  jeans  with  defects  for  every  _________  pairs  of  jeans  he  inspects.  

b. What  is  the  ratio  of  the  number  of  pairs  of  jeans  inspected  to  the  number  of  pairs  of  jeans  with  defects?  

 

a. Represent  this  relationship  in  two  other  ways.    

a. Write  a  function  rule  to  represent  the  blue  jean  situation  by  relating  y,  the  number  of  pairs  of  jeans  inspected,  to  x,  the  number  of  pairs  of  jeans  with  defects.  

 b. Graph  the  data  representing  Joshua’s  blue  jean  

inspections.  

 

b. Apply  your  understanding  of  the  relationship  to  answer  these  questions.    

a. How  many  pairs  of  blue  jeans  will  Joshua  need  to  inspect  to  find  30  pairs  with  defects?  

   

b. How  many  pairs  of  blue  jeans  will  Joshua  need  to  inspect  to  find  x  pairs  with  defects?  Show  your  work.  

 c. How  many  pairs  of  blue  jeans  with  defects  will  Joshua  find  if  he  inspects  252  pairs?  

Show  how  you  can  find  the  answer  using  the  table,  a  graph,  and  the  function  rule.    

 

c. Describe  two  key  terms  related  to  this  situation.    

a. Why  do  we  say  the  number  of  pairs  of  jeans  inspected  is  proportional  to  the  number  of  pairs  of  jeans  with    defects?  

 

 

b. What  is  the  constant  of  proportionality  for  this  situation?  

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   355  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

You  have  now  worked  with  proportional  relationships  represented  as  tables  or  graphs.  Use  the  Co-­‐construction  Routine  to  identify  ways  you  can  recognize  and  apply  proportional  relationships.    

 Co-­‐construction  Routine  

 Step  1.   Work  with  your  partner  

Write  observations  and/or  solutions  on  your  whiteboard.    

Step  2.   Discuss  your  observations  and/or  solutions  with  the  class    Decide  as  a  class  which  conclusions  can  accurately  be  drawn.  

 Step  3.   Record  the  conclusions  in  your  activity  book

Discuss  the  following  questions  with  your  partner  and  write  at  least  two  responses  on  your  whiteboards:  

• What  are  important  graphical  features  of  proportional  relationships?  

• From  a  table  of  values  that  represents  a  proportional  relationship,  how  can  you  write  a  function  rule  that  relates  the  two  variables?  

• For  a  proportional  relationship,  how  can  you  find  one  variable  from  the  value  of  the  other  variable,  using  

o a  graphical  method?  

o a  tabular  method?  

o a  method  using  function  rules?    

 d. Record  the  co-­‐constructed  conclusions.    

Graphical  features  of  proportional  relationships  

 

Writing  a  function  rule  that  relates  two  variables  in  a  proportional  relationship  

 

Finding  the  value  of  one  variable  from  the  other  variable  in  a  proportional  relationship  

 

356     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

9.2 CONSOLIDATION ACTIVITY 1. Consider  this  baseball  cap  sales  situation.  Use  the  data  in  the  table  to  analyze  

the  situation.      

a. Is  the  amount  collected  proportional  to  the  number  of  caps  sold?    If  so,  what  is  the  constant  of  proportionality?    

 

 

 

b. Find  the  first  differences  in  the  table,  and  then  find  the  rate    of  change.  

 

 

Number  of  caps  sold  

Amount  collected  

0   $0.00  

1   10.00  

3   30.00  

5   50.00  

6   60.00  

9   90.00  

c. How  are  the  constant  of  proportionality  and  the  rate  of  change  related?    

 

 

d. Write  a  function  rule  that  shows  the  relationship  between  the  number  of  caps  sold,  x,  and  the  amount  collected,  f(x).  

 

e. Find  the  amount  collected  if  47  caps  are  sold.  

 

 

f. Find  the  number  of  caps  sold  if  $230  is  collected.  

 

 

2. Consider  this  table  of  data.    

x   1   2   3   4  y   5   6   7   8  

a. Are  the  data  in  the  table  proportional?  Explain.    

 

 

b. Do  the  data  in  the  table  represent  a  direct  variation?    

 

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   357  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

 3. Now  compare  and  contrast  graphical  representations  of  the  data  in  questions  1  and  2.    

a. Graph  the  data  from  the  baseball  cap  situation  in  question  1.  

b. Graph  the  data  from  the  table  in  question  2.  

     

c. What  is  similar  about  the  two  graphs?      

 

d. What  is  different  about  the  two  graphs?      

   

358     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

HOMEWORK 9.2

Notes  or  additional  instructions  based  on  whole-­‐class  discussion  of  homework  assignment:  

1. What  are  important  graphical  features  of  proportional  relationships?  Circle  all  correct  statements:  

a. The  graph  is  a  straight  line.  

b. The  line  has  a  y-­‐intercept  of  0.  

c. The  line  passes  through  the  origin.  

d. The  line  has  an  x-­‐intercept  of  0.  

e. The  line  passes  through  the  point  (0,0).    

Use  the  graph  to  answer  questions  2–5.    

2. Which  lines  represent  proportional  relationships?  Explain  how  you  know.  

 

 

 

3. Find  the  rate  of  change  for  each  line.  

  A:    

 

  B:    

 

  C:    

 

  D:    

 

  E:    

     4.   Find  the  constant  of  proportionality  for  each  proportional  

relationship.    5.   Write  a  function  rule  for  each  proportional  relationship.  

 

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   359  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

6.     Ruth’s  job  at  the  Screen-­‐P  plant  is  to  inspect  flat-­‐screen  TVs  for  defects.  She  has  253  TVs  to  inspect  today.  Of  the  46  she  has  

inspected  so  far,  only  2  have  had  defects.  Assume  the  defect  rate  remains  constant.    

a. Complete  the  table.    

 

 

 

 

 

b. Does  the  number  of  TVs  inspected  vary  directly  with  the  number  of  TVs  with  defects?  If  so,  what  is  the  constant  of  variation?  

 

 

 

 

c. Does  the  number  of  TVs  with  defects  vary  directly  with  the  number  of  TVs  inspected?  If  so,  what  is  the  

constant  of  variation?  

 

 

 

d. Write  a  function  rule  relating  the  number  of  TVs  inspected  to  the  number  of  TVs  with  defects.  

 

 

 

TVs  inspected   46   115   253  

TVs  with  defects   2   6   7  

360     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

 

7. Complete  the  math  journal  to  help  you  organize  information  about  important  proportional  relationship  concepts.  State  ideas  in  your  own  words;  you  can  refer  to  your  notes  and  work  in  the  activity  book  if  you  need  help.    

Concept  My  answer  or  understanding  

of  this  concept  

An  example  that  illustrates  this  

concept  (new  or  from  the  lesson  or  homework)  

a. What  does  it  mean  to  say  y  is  proportional  to  x?            

b. What  is  a  constant  of  proportionality?            

c. How  do  you  know  if  a  graph  represents  a  proportional  relationship?            

d. How  do  you  write  a  function  rule  for  a  proportional  relationship?          

 

 

 

 

 

 

 

 

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   361  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

STAYING SHARP 9.2 Practicing

 algeb

ra  skills  &  con

cepts  

1. If  you  received  a  score  of  80%  on  an  assignment,  what  is  the  ratio  of  correct  answers  to  incorrect  answers?  

 

 

2. Sketch  a  graph  of  an  elevator  starting  on  the  -­‐2  floor  and  traveling  at  +5  floors  per  second.  Label  and  scale  the  axes.  

 

Prep

aring  for  up

coming  lesson

s  

3. Simplify  the  following  expressions  by  applying  the  distributive  property:  

 

5  ·∙  17  =  5  (10  +  7)  =    

 

 

3  ·∙  24  =  3  (20  +  4)  =    

 

 

5  (x  +  7)  =  5x  +  5(7)  =    

 

 

3  (2x  +  4)  =    

 

 

 

4. Complete  the  table  for  this  magic  number  puzzle.  Work  forward  in  the  “any  number”  column,  then  work  backward  to  the  starting  number  in  the  “specific  number”  column.  

 

Steps   Any  number   Specific  number  

Pick  a  number.   n  

Add  2.  

Multiply  by  3.   21    

Focus  skill:  U

nit  rates  

5. Kathleen  and  Angel  are  monitoring  traffic  near  their  school.  Assume  the  rate  is  constant.  If  they  count  221  cars  passing  by  in  17  minutes,  how  many  cars  are  passing  by  each  minute?  

 

6. If  the  cars  continue  to  pass  by  at  the  same  constant  rate  you  found  in  Question  5,  how  many  cars  will  pass  by  during  a  390-­‐minute  school  day?  

 

 

 

362     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   363  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

Lesson 9.3 More on proportional relationships

9.3 OPENER The  parents  of  the  baseball  team  members  want  to  raise  money  for  new  uniforms.  The  parents  order  team  baseball  caps  and  sell  them  at  pep  rallies  and  games.  They  sell  the  caps  for  $10  each.  They  pay  a  design  fee  of  $100,  plus  $3.50  for  each  baseball  cap  they  order  from  the  manufacturer.  These  tables  show  the  money  they  spend  for  each  cap  they  order  and  the  money  they  collect  for  each  cap  they  sell.  

Caps  Ordered     Cap  Sales  

Number  of  caps  ordered  

Amount  paid     Number  of  caps  sold   Amount  collected  

0   $100.00     0   $00.00  

1   $103.50     1   $10.00  

2   $107.00     2   $20.00  

3   $110.50     3   $30.00  

4   $114.00     4   $40.00  

5   $117.50     5   $50.00  

 1. Does  the  cap  order  situation  represent  a  

proportional  relationship?  How  do  you  know?  2. Does  the  cap  sale  situation  represent  a  proportional  

relationship?  How  do  you  know?.

 

9.3 CORE ACTIVITY 1. Complete  the  table  to  show  amounts  and  ratios  of  blue  to  yellow  paint  to  produce  the  shade  of  green  paint  in  the  

animation.    

 

Cups  of  blue Cups  of  yellow   Ratio  of  blue  to  yellow  

 

       

364     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

2. In  question  1,  you  found  different  amounts  of  yellow  and  blue  paint  that  create  a  certain  shade  of  green.  Use  that  work  to  answer  the  following  questions:  

a. Graph  the  data  from  your  table.    

 

b. How  do  you  know  that  the  relationship  you  graphed  is  proportional?  

c. What  is  the  constant  of  proportionality?  

d. Write  a  function  rule  that  you  could  use  to  find  the  number  of  cups  of  blue  paint,  b,  you  would  need  to  make  this  shade  of  green  given  any  number  of  cups  of  yellow  paint,  y.  

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   365  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

3. The  shade  of  purple  paint  is  determined  by  how  much  red  paint  you  add  to  it.  The  number  of  ounces  of  red  paint  needed  to  make  a  certain  shade  of  purple  paint  is  proportional  to  the  number  of  gallons  of  purple  paint  base.  Suppose  that  5  ounces  of  red  paint  can  be  mixed  with  2  gallons  of  purple  paint  base  to  create  the  correct  shade.  Use  this  information  to  answer  the  following  questions.  

a. Fill  in  the  table  and  graph  the  points.  Label  and  scale  the  axes.  Add  a  line  that  passes  through  the  data.  Then  find  the  rate  of  change  and  write  the  rule  that  represents  this  relationship,  where  r  represents  the  ounces  of  red  paint  and  p  represents  the  gallons  of  purple  paint.  Identify  the  constant  of  proportionality.  Graph  the  ounces  of  red  paint  on  the  x-­‐axis  and  the  gallons  of  purple  paint  on  the  y-­‐axis.  

Red  paint  (ounces)  

Purple  paint  (gallons)  

 

0    

2.5    

5    

9    

10    

     

   What  is  the  rate  in  gallons  of  purple  paint  per  ounces  or  red  paint?    

 

b. Fill  in  the  table  and  graph  the  points.    Label  and  scale  the  axes.  Add  a  line  that  passes  through  the  data.  Then  find  the  rate  of  change  and  write  the  rule  that  represents  this  relationship.  Identify  the  constant  of  proportionality.  Graph  the  gallons  of  purple  paint  on  the  x-­‐axis  and  the  ounces  of  red  paint  on  the  y-­‐axis.  

Purple  paint  (gallons)  

Red  paint  (ounces)  

 

 

 

 

 

 

     

   What  is  the  rate  in  ounces  of  red  paint  per  gallons  of  purple  paint?  

   c. How  many  ounces  of  red  paint  must  be  mixed  with  6  gallons  of  purple  paint  base  to  create  the  correct  shade?  

4. What  is  the  connection  between  rate  of  change  for  a  linear  relationship  and  constant  of  proportionality  for  a  proportional  relationship?  

366     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

You  have  examined  proportional  relationships  represented  in  various  ways.  Now,  use  the  Co-­‐construction  Routine  to  identify  ways  you  can  determine  if  a  linear  relationship  is  proportional.  

 Co-­‐construction  Routine    

Step  1.   Work  with  your  partner  Write  observations  and/or  solutions  on  your  whiteboard.  

 Step  2.   Discuss  your  observations  and/or  solutions  with  the  class    

Decide  as  a  class  which  conclusions  can  accurately  be  drawn.    Step  3.   Record  the  conclusions  in  your  activity  book

Discuss  the  following  questions  with  your  partner  and  write  at  least  two  responses  on  your  whiteboards:  

• I know a table represents a proportional relationship when…

• I know a graph represents a proportional relationship when…

• I know a verbal description represents a proportional relationship when…

• I know a function rule represents a proportional relationship when…

5. Record  the  co-­‐constructed  conclusions.  

Characteristics  of  a  representation  of  a  proportional  relationship  

 

 

 

 

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   367  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

9.3 CONSOLIDATION ACTIVITY  

1. The  mini-­‐golf  course  charges  $1  to  rent  a  club  and  $3  for  each  game.  Bowen  says,  “They  charge  the  same  amount  for  each  game,  so  I  can  just  multiply  my  number  of  games  to  find  my  total  cost.  This  is  a  proportional  relationship.”  

a. Complete  the  table.    

Number  of  games   Total  cost  

1   2   3   4  

 

b. Is  Bowen  correct?  Explain  why  or  why  not.  

2. Nicole  is  examining  a  graph  of  some  nutritional  data.  She  says,  “The  graph  does  not  pass  through  (0,  0),  so  this  is  not  a  proportional  relationship.”  Is  Nicole  correct?  Explain  why  or  why  not.  

 

 

 

 

3. Now,  it  is  your  turn  to  write  a  problem  based  on  a  context  of  your  choice.  Think  of  a  context  in  which  two  quantities  are  related.  It  can  be  real  or  imaginary.  

a. Decide  on  your  input  and  output  variables  and  define  them  here.          

b. Make  a  table  representing  a  linear  relationship  between  your  variables.  

 

 

 

368     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

4. Trade  pages  with  your  partner.  Answer  the  following  questions  using  your  partner’s  table:  

a. Verify  that  the  table  represents  a  linear  relationship.        

 b. Find  the  rate  of  change.  

     c. Does  the  table  represent  a  proportional  or  a  nonproportional  relationship?  Explain.  

   

 

 

 

5. Discuss  your  results  with  your  partner.  Do  you  both  agree  on  your  answers?  Be  ready  to  share.      

 

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   369  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

HOMEWORK 9.3

Notes  or  additional  instructions  based  on  whole-­‐class  discussion  of  homework  assignment:  

 

The  values  in  the  tables  represent  points  on  lines.  Use  them  to  answer  questions  1–3.  

  A     B     C     D  x   y     x   y     x   y     x   y  -­‐2   -­‐3     0   -­‐1     -­‐1   -­‐2     -­‐3   3  0   0     8   7     1   2     4   -­‐4  

     1.   Which  tables  of  data  represent  proportional  relationships?  Explain  how  you  know.  

2.   Find  the  rate  of  change  for  each  table  of  data.  Write  a  function  rule  for  each  proportional  relationship.  

  A:    

 

  B:    

 

  C:  

 

  D:    

3.   Graph  the  data.  Label  and  scale  the  axes.  For  each  data  set,  add  a  line  that  passes  through  the  data  and  label  the  line  A-­‐D,  using  the  letter  that  matches  the  data  in  the  table.    

Free Simple Grid Graph Paper from http://incompetech.com/graphpaper/lite/

   

370     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

The  tables  and  graphs  in  questions  4  and  5  represent  a  skateboarder  skating  at  a  constant  rate  of  change.  In  the  tables  and  graphs,  x  represents  time  elapsed  in  seconds  and  y  represents  distance  from  the  starting  position  in  feet.  Fill  in  the  missing  information  (complete  the  table,  construct  the  graph,  and  find  the  rate).    

x   y      5.   x   y    

0         0   0    

1         2   3    

2   10         3    

3         5    

               

4.  

 

How  fast  was  he  skating?    

 

    How  fast  was  he  skating?    

 

 

 

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   371  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

STAYING SHARP 9.3 Practicing

 algeb

ra  skills  &  con

cepts  

1. Find  the  ratio  of  width  to  length  for  the  rectangles  listed.  Simplify  each  ratio.  

 

Width   Length   Ratio  

0.2   0.8  

0.4   1.6  

0.5   2.0  

0.6   2.4  

 

Are  the  rectangles  similar?    

2. Sketch  a  graph  of  an  elevator  starting  on  the  -­‐2  floor  and  traveling  at  1.5  floors  per  second.  Label  and  scale  the  axes.  

 

Prep

aring  for  up

coming  lesson

s  

3. A  classroom  contains  3  chairs,  4  dictionaries,  8  desks,  and  5  textbooks.  

 

How  many  books  are  there?  

 

How  many  pieces  of  furniture  are  there?  

 

3  +  4  +  8  +  5  =  20.  Why  wouldn't  it  make  sense  to  say  that  there  are  20  books?  

 

4. Complete  the  table  for  this  magic  number  puzzle  by  working  backward  to  the  starting  number  in  the  “specific  number”  column.  

 

Steps   Any  number   Specific  number  

Pick  a  number.   n  

Multiply  by  4.   4n  

Add  11.   4n  +  11   23  

 

Your  table  also  solves  the  equation  4n  +  11  =  23.  Confirm  that  the  starting  number  you  found  makes  this  equation  true  when  you  substitute  it  for  n:  

 

 

Focus  skill:  U

nit  rates  

5. Raymond  and  Lei  are  buying  rope  for  their  field  trip  on  a  boat.  If  they  pay  $73.50  for  30  feet  of  rope,  how  much  does  the  rope  cost  per  foot?  

 

6. Use  your  answer  to  question  5  to  determine  how  much  71  feet  of  rope  would  cost.  

 

372     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   373  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

Lesson 9.4 Rates that are not constant

9.4 OPENER The  graphs  represent  two  different  skateboarders’  distance  from  a  motion  detector  over  time.    

   

Compare  the  two  graphs.  Consider  the  starting  points,  directions,  and  rates  of  change  in  your  comparison.  

What  are  some  differences  between  the  rides  represented  by  the  graphs?  

9.4 CORE ACTIVITY 1. Fold  a  piece  of  paper  in  half,  then  open  it  and  record  the  number  of  rectangles  formed.  Refold  the  paper,  fold  it  in  half  

again,  and  record  the  number  of  rectangles  formed.  Continue  this  process  five  times,  until  your  table  is  complete.  

Creating  Rectangles  by  Folding  Paper  

Number  of  folds   Number  of  rectangles  

0   1  

1  

2  

3  

4  

5    

 

2. Graph  the  data.  What  do  you  notice  about  the  rate  of  change?      

374     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

3. Analyze  the  table  and  graph  to  understand  the  relationship.  

a. Find  the  first  differences  in  the  number  of  folds  and  number  of  rectangles.  After  finding  the  first  differences,  find  the  differences  between  the  first  differences.  Mark  the  differences  on  the  table.  What  patterns  do  you  see?    

b. Can  you  find  a  common  multiplier  among  the  first  differences?  If  so,  what  is  it?    

At  the  county  fair,  Monica  takes  a  tour  of  the  surrounding  area  in  a  hot  air  balloon.  Monica  uses  a  GPS  (Global  Positioning  System)  device  to  measure  the  distance  in  kilometers  from  the  balloon  to  the  top  of  Mount  Franklyn.  She  also  measures  the  balloon's  height  in  meters.  

4. The  data  describing  Monica’s  balloon  ride  are  in  the  table.  Graph  the  data.  

 

 

Distance  from  top  of  Mount  Franklyn  in  kilometers  

10   20   30   40   50   60   70  

Balloon  height  in  meters  

8   32   72   128   200   288   392  

 

 

 5. Analyze  the  table  and  graph  to  understand  the  relationship.  

a. Is  the  relationship  linear?  Explain  why  or  why  not.  

 

b. Find  the  first  differences  in  the  balloon  heights  and  the  first  differences  in  the  distances  from  the  top  of  the  mountain.  Mark  the  differences  on  the  table.  What  patterns  do  you  see  when  looking  at  the  first  differences  in  the  table?  What  do  the  first  differences  for  Monica’s  balloon  ride  indicate  about  the  rate  of  change?    

c. The  second  differences  in  the  data  are  the  differences  between  the  first  differences.  Find  the  second  differences  in  the  balloon  heights.  Mark  them  on  your  table  as  well.  What  do  you  notice  about  the  second  differences  in  balloon  height  for  each  pair  of  values  in  the  table?      

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   375  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

6. In  question  5  you  found  a  pattern  in  the  data  for  first  and  second  differences.  This  pattern  indicates  that  the  function  is  a  quadratic  function.  Now,  complete  the  math  journal  to  review  the  key  features  of  tables  representing  the  different  types  of  functions  you  have  worked  with.    

Example  context   Type  of  function   Key  features  of  a  table  representing  this  type  of  function  

Pool  draining  

Paper  folding  

Balloon  ride   .

9.4 CONSOLIDATION ACTIVITY You  have  investigated  the  features  of  tables  representing  different  function  families.  In  this  activity,  you  and  your  partner  will  match  tables  with  the  families  of  the  functions  they  represent.  Your  teacher  will  give  you  and  your  partner  two  sets  of  cards.  One  set  will  have  FUNCTION  TABLES.  The  other  will  have  FUNCTION  FAMILIES.    

Work  with  your  partner  to  examine  each  function  table.  (You  may  want  to  calculate  differences  or  multipliers  to  help  you  understand  the  function  better.)  Then  match  the  function  table  card  with  a  function  family  card.  Record  your  results  and  your  explanations  below.  

Letter  of  FUNCTION  TABLE  card  

FUNCTION  FAMILY   Explanation,  reason,  or  process  for  identifying  family  of  this  function  

A  

B  

C  

D  

E  

F  

G  

H  

376     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

HOMEWORK 9.4 Notes  or  additional  instructions  based  on  whole-­‐class  discussion  of  homework  assignment:  

 

1. You  have  learned  some  characteristics  of  the  graphs  of  different  families  of  functions.  Label  each  graph  as  one  of  the  following,  and  then  explain  how  you  identified  it.  • Proportional  relationship    • Nonproportional  linear  relationship  • Nonconstant  rate  of  change:  quadratic  • Nonconstant  rate  of  change:  exponential  • None  of  the  above  

 

 

 

 

 

 

a.___________________________     b.____________________________     c.____________________________  

       

       

 

 

 

 

 

d.___________________________     e.____________________________     f.____________________________  

 

 

       

     

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   377  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

2. These  examples  show  some  common  errors  in  working  with  rates  of  change.  Each  problem  contains  an  incorrect  conclusion.  Explain  why  each  conclusion  is  incorrect,  and  provide  mathematical  evidence  to  support  your  answer.    a.  

                   

b.  

 

c.  

 

d.  

 

378     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

STAYING SHARP 9.4

Practicing

 algeb

ra  skills  &  con

cepts  

1. Each  point  on  the  graph  represents  a  rectangle.  Find  the  ratio  of  width  to  length  for  each  rectangle.  Are  the  rectangles  similar?  Explain  your  answer.  

 

2. Sketch  a  graph  of  an  elevator  starting  on  floor  7  and  traveling  at  -­‐1.5  floors  per  second.  Label  and  scale  the  axes.  

 

Prep

aring  for  up

coming  lesson

s  

3. Rewrite  each  expression  more  simply:  

5x  +  4x      

 

3y  +  8y      

 

Use  the  Distributive  Property  to  rewrite  the  expressions  without  parentheses:  

(5  +  4)  x  

(3  +  8)  y      

4. Bob  gets  3n  +  2  =  20  as  the  final  row  of  his  magic  number  puzzle  table.  What  was  his  starting  number?  Show  how  you  found  your  answer.  

 

 

Focus  skill:  U

nit  rates  

5. The  record-­‐holder  in  eating  chocolate  ate  31.5  ounces  of  Chicago  Chocolate  Hearts  in  7  minutes.  Assume  he  ate  at  a  constant  rate.  How  much  chocolate  did  he  eat  per  minute?  

 

6. If  the  record-­‐holder  continued  eating  at  the  same  rate  you  found  in  Question  5,  how  much  chocolate  would  he  eat  in  an  hour?  

 

 

 

 

Do  you  think  assuming  a  constant  rate  makes  sense  for  this  situation?  Explain.    

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   379  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

Lesson 9.5 Another function family

9.5 OPENER You  are  part  of  a  team  that  started  a  new  website.  After  months  of  hard  work,  your  site  has  been  sold  for  12  million  dollars.  The  team  members  will  split  the  money  evenly.  Your  share  of  the  money  will  depend  on  how  many  team  members  there  were  when  the  site  was  sold.  

1. Find  your  share  of  the  sale  price  for  different  numbers  of  team  members  and  complete  the  table.    

 2. Is  the  relationship  between  your  share  and  the  number  of  people  linear?  

How  do  you  know?    

   

9.5 CORE ACTIVITY Completing  a  house  always  takes  200  person-­‐days  of  labor.  This  means  that  it  takes  1  person  working  alone  200  days  to  complete  a  house,  but  2  people  working  together  need  only  100  days  to  complete  a  house.  Use  this  information  to  answer  the  following  questions.  

1. How  long  does  it  take  for  one  person  to  complete  a  house?      

2. Graph  the  data  in  this  table  showing  the  relationship  between  the  crew  size  and  the  days  each  person  must  work  to  complete  a  house.    

   

 

3. Does  the  graph  show  an  increasing  or  decreasing  function?      

 

Number  of  

team  members  

Your  share  

2  

4  

6  

8  

10  

12  

380     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

4. Use  the  table  and  graph  to  determine  if  the  rate  of  change  for  the  volunteer  situation  is  constant.  Explain  how  you  can  tell  from  the  graph  and  how  you  can  tell  from  the  table.  

 

5. What  patterns  do  you  see  in  the  table  of  data?    

 

6. What  do  you  notice  about  the  product  of  the  two  quantities  in  each  row  of  the  table?    

 

7. The  relationship  in  the  Construction  Crew  Problem  is  an  example  of  inverse  variation.  What  is  a  characteristic  of  inverse  variation?    

 

9.5 ONLINE ASSESSMENT

Today  you  will  take  an  online  assessment.    

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   381  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

HOMEWORK 9.5 Notes  or  additional  instructions  based  on  whole-­‐class  discussion  of  homework  assignment:  

1. Determine  if  the  following  function  rules,  tables,  descriptions,  or  graphs  represent  a  proportional  relationship,  inverse  variation,  or  neither.  Briefly  explain  your  reasoning  for  each  case.      

!!!!

y = 3x    

Independent  variable:  Number  of  games  played;  dependent  variable:  Total  points.  Shaun  starts  with  10  points  and  earns  5  points  for  each  game  he  plays.  

 !!!!

y = x5  

a.___________________________     b.___________________________     c.___________________________  

 x   y  0   0  3   6  4   8  5   10    

 

 

   x   y  -­‐2   0  -­‐1   1  0   2  1   3    

d.___________________________     e.___________________________     f.___________________________  

Independent  variable:  Number  of  games  played;  dependent  variable:  Total  points.  Shaun  starts  with  0  points  and  earns  5  points  for  each  game  he  plays.  

 

 

 

 

 

g.___________________________     h.___________________________     i.___________________________  

382     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

2. One  mile  is  approximately  equal  to  1.6  kilometers.  

a. If  a  road  measures  10  miles  in  length,  how  long  is  it  in  kilometers?        

b. Is  the  relationship  between  lengths  measured  in  miles  and  lengths  measured  in  kilometers  linear  and  proportional?  If  so,  write  a  function  rule  relating  length  in  miles  to  length  in  kilometers.  

c. Use  graph  paper  to  create  a  graph  that  shows  the  relationship  between  length  in  miles  and  length  in  kilometers.    

 

d. How  many  miles  are  equal  to  4  kilometers?  Show  or  describe  how  you  found  your  answer.  

 

e. How  many  kilometers  are  equal  to  4  miles?  Show  or  describe  how  you  found  your  answer.    

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   383  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

STAYING SHARP 9.5 Practicing

 algeb

ra  skills  &  con

cepts  

1. On  a  field  trip,  there  were  5  girls  for  every  8  boys.  How  many  girls  attended  the  130-­‐student  field  trip?  

 

 

 

2. Sketch  three  different  lines,  each  of  which  represents  a  proportional  relationship  between  x  and  y.  

 

Prep

aring  for  up

coming  lesson

s  

3. Rewrite  each  expression  as  simply  as  you  can:  

 

3x  +  5y  +  2x  +  11y  +  4x  

 

 

2a  +  4b  +  7c  +  9b  +  3a  

 

 

3.7d  +  13.4p  +  15.8p  +  2.6d  

4. Find  the  value  of  n  that  makes  this  equation  true.  (Use  any  method  you  want,  including  working  backward.)  Show  how  you  found  your  answer.  

 

5n  +  4  =  39    

 

Focus  skill:  U

nit  rates  

5. Matthew  can  gather  120  shopping  carts  in  15  minutes.  Assume  he  works  at  a  steady  pace.  How  many  shopping  carts  can  he  gather  in  1  minute?  

 

6. If  he  continued  working  at  the  constant  rate  you  found  in  question  5,  how  long  would  it  take  Matthew  to  gather  216  shopping  carts?    

 

384     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   385  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

Lesson 9.6 Working with nonlinear function families

9.6 OPENER Consider  each  table  and  decide  whether  it  could  represent  a  linear  function.  Explain  your  reasoning.  

1.   x   y  

 1   -­‐3  

2   0  

3   5  

4   12    

2.   x   y  

1   10  

2   14  

3   18  

4   22    

9.6 CORE ACTIVITY 1. Use  what  you  have  learned  about  rates  of  change  to  match  each  table  of  data  to  a  function  family:  linear,  quadratic,  

exponential,  or  inverse  variation.  (You  examined  tables  a  and  b  In  the  Opener.)  Be  ready  to  explain  your  choices  for  each  table.  You  may  want  to  use  your  whiteboard  to  do  some  computation.  

a.   x   y  

1   -­‐3  

2   0  

3   5  

4   12  

b.   x   y  

1   10  

2   14  

3   18  

4   22  

   

c.   x   y  

1   4  

2   8  

3   16  

4   32  

   

d.      x   y  

1   12  

3   4  

4   3  

6   2    

e.   x   y  

1   2  

3   10  

4   17  

6   37    

f.   x   y  

1   18  

3   14  

4   12  

6   8    

 

386     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

2. Now  graph  each  set  of  data.  

a.  

b.  

c.  

d.  

e.  

f.  

3. Indicate  whether  you  agree  or  disagree  with  each  statement.  Circle  the  appropriate  word.  Then  explain  your  decision.  

 a. A  graph  allows  you  to  identify  quickly  whether  a  function  is  linear  or  nonlinear.                    Agree  /  Disagree  

 Explanation:  

 

 

b. A  graph  allows  you  to  distinguish  easily  between  a  quadratic  or  exponential  pattern.                    Agree  /  Disagree    

Explanation:    

 

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   387  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

4. Here  are  several  samples  of  students’  work.  For  each  sample,  examine  the  work  carefully  to  decide  whether  you  agree  with  the  student’s  conclusions.  Be  ready  to  discuss  your  findings  with  the  class.  You  should  be  able  to  explain  your  reasoning  and  identify  the  evidence  for  your  reasoning  from  the  student’s  work.    

a.  

 

b.  

 

c.  

 

d.  

 

 

5. Tara  and  Terrence  both  analyzed  the  same  data.  Their  work  and  conclusions  are  shown  here.  

Tara  

 

Since the quotients are constant, this is a proportional relationship.

Is  Tara’s  work  correct?    Why  or  why  not?  

Do  you  agree  with  her  conclusion?    Why  or  why  not?  

 

Terrence  

 

Since the rate of change is constant, the data is linear.  

Is  Terrence’s  work  correct?    Why  or  why  not?  

Do  you  agree  with  his  conclusion?    Why  or  why  not?  

   

-2

388     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

9.6 REVIEW ONLINE ASSESSMENT

You  will  work  with  your  class  to  review  the  online  assessment  questions.  

Problems  we  did  well  on:   Skills  and/or  concepts  that  are  addressed  in  these  problems:  

 

 

Problems  we  did  not  do  well  on:   Skills  and/or  concepts  that  are  addressed  in  these  problems:  

 

 

Addressing  areas  of  incomplete  understanding  

Use  this  page  and  notebook  paper  to  take  notes  and  re-­‐work  particular  online  assessment  problems  that  your  class  

identifies.  

Problem  #_____   Work  for  problem:  

 

 

 

 

Problem  #_____   Work  for  problem:  

 

 

 

 

Problem  #_____   Work  for  problem:  

 

 

 

 

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   389  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

HOMEWORK 9.6 Notes  or  additional  instructions  based  on  whole-­‐class  discussion  of  homework  assignment:  

 

 

 

 Next  class  period,  you  will  take  an  end-­‐of-­‐unit  assessment.  One  good  way  prepare  for  tests  is  to  review  the  important  skills  and  ideas  you  have  learned.  Use  this  list  to  help  you  review  these  skills  and  concepts  by  reviewing  related  course  materials.    

Important  skills  and  ideas  you  have  learned  so  far  in  the  unit  Rate  of  change:  

• Finding  rate  of  change    

• Working  with  proportional  relationships  across  representations    

• Distinguishing  a  proportional  from  a  nonproportional  relationship    

• Identifying  a  quadratic  relationship  from  a  table  using  first  and  second  differences    

• Identifying  an  exponential  relationship  from  a  table  using  constant  multipliers    

• Identifying  an  inverse  variation  relationship  from  a  table  using  constant  products    

Homework  Assignment  

Part  I:   Study  for  the  end-­‐of-­‐unit  assessment  by  reviewing  the  key  ideas  listed  above.  

Part  II:   Complete  the  online  More  practice  for  this  topic.  Note  the  skills  and  ideas  for  which  you  need  more  review,  and  refer  back  to  related  activities  and  animations  to  help  you  study.    

Part  III:     Complete  Staying  Sharp  9.6.  

390     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

STAYING SHARP 9.6

Practicing

 algeb

ra  skills  &  con

cepts  

1. A  recipe  calls  for  chocolate  chips  in  a  ratio  of  1  cup  of  white  chocolate  chips  to  2  cups  of  milk  chocolate  chips.  How  many  milk  chocolate  chips  were  added  if  there  were  6  cups  of  chocolate  chips  total?  

 

 

2. Sketch  the  following  lines.  Label  them  A–D.  

A. a  line  with  a  large,  positive  rate  of  change  

B. a  line  with  a  small,  positive  rate  of  change  

C. a  line  with  a  rate  of  change  of  0  

D. a  line  with  a  negative  rate  of  change  

   

Prep

aring  for  up

coming  lesson

s  

3. Rewrite  each  expression  without  parentheses:  

 

3(x  +  1)  =    

 

3(x  –  1)  =    

3(-­‐x  –  1)  =    

 

-­‐3(x  –  1)  =    

-­‐3(-­‐x  +  1)  =    

4. Find  the  value  of  n  that  makes  this  equation  true.  (Use  any  method  you  want,  including  working  backwards.)  Show  how  you  found  your  answer.  

 

6n  –  8  =  40    

 

Focus  skill:  U

nit  rates  

Cameron  used  12  gallons  of  gas  to  drive  240  miles  in  4  hours.  Assume  he  was  driving  at  a  steady  rate.  

5. How  fast  was  he  driving,  in  miles  per  hour?  

 

 

 

6. What  was  his  gas  mileage,  in  miles  per  gallon?      

 

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   391  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

Lesson 9.7 Checking for understanding

9.7 OPENER 1. Provide  two  more  outputs  so  

the  table  represents  a  linear  relationship.  

x   y  

1   3  

2   6  

3  

4    

  2. Provide  two  more  outputs  so  the  table  represents  a  quadratic  relationship.  

x   y  

1   3  

2   6  

3  

4    

  3. Provide  two  more  outputs  so  that  the  table  represents  an  exponential  relationship.  

x   y  

1   3  

2   6  

3  

4    

4. Can  you  complete  the  table  so  it  represents  a  relationship  of  inverse  variation?  If  so,  explain  or  show  how.  If  not,  explain  why  this  is  not  possible.

9.7 END-OF-UNIT ASSESSMENT

Today  you  will  take  an  end-­‐of-­‐unit  assessment.    

9.7 CONSOLIDATION ACTIVITY One  common  kind  of  relationship  is  a  conversion  of  a  measurement  between  different  units.  Three  conversion  situations  are  described  here.  Graph  the  data  and  answer  the  questions  about  each  situation.  

1. The  relationship  between  temperature  in  degrees  Celsius  and  degrees  Fahrenheit    

Degrees  in  Celsius     Degrees  in  Fahrenheit  -­‐17.8   0  0   32  26   78.8  37.8   100  100   212  

a. Graph  the  data.  Is  the  relationship  proportional  or  nonproportional?  Justify  your  answer.  

 

b. If  the  relationship  is  proportional,  write  the  function  rule  that  models  the  data.  

 

c. Ask  two  questions  about  the  situation  and  show  the  graphical  solution  to  each  question.  

392     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

 

2. The  relationship  between  length  measured  in  inches  and  length  measured  in  centimeters    

 

 

a.      Graph  the  data.  Is  the  relationship  proportional  or  nonproportional?  Justify  your  answer.    

 

 

b.      If  the  relationship  is  proportional,  write  the  function  rule  that  models  the  data.  

 

c.      Ask  two  questions  about  the  situation  and  show  the  graphical  solution  to  each  question.  

 

 

 

3. The  relationship  between  the  Richter  scale  magnitude  and  the  amount  of  seismic  energy  released  by  an  earthquake    

Magnitude  Richter  Scale    

Seismic  energy    (metric  tons  of  TNT)  

2.0   1  3.0   32  4.0   1000  4.5   5600  

 

a. Graph  the  data.  Is  the  relationship  proportional  or  nonproportional?  Justify  your  answer.  

 

b. If  the  relationship  is  proportional,  write  the  function  rule  that  models  the  data.  

c. Ask  two  questions  about  the  situation  and  show  the  graphical  solution  to  each  question.  

Length  in  inches   Length  in  centimeters  4   10.16  

7.87   20  12   30.48  

21.65   55  39.37   100  

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   393  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

4. Answer  the  following  questions  to  reflect  on  your  performance  and  effort  this  unit.        

 

 

 

 

 

 

a. Summarize  your  thoughts  on  your  performance  and  effort  in  math  class  over  the  course  of  this  unit  of  study.    Which  areas  were  strong?  Which  areas  need  improvement?  What  are  the  reasons  that  you  did  well  or  did  not  do  as  well  as  you  would  have  liked?  

 

 

 

 

 

 

b. Set  a  new  goal  for  the  next  unit  of  instruction.  Make  your  goal  SMART.    

• Description  of  goal:  

 

 

 

• Description  of  enabling  goals  that  will  help  you  achieve  your  goal:    

394     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

HOMEWORK 9.7

Notes  or  additional  instructions  based  on  whole-­‐class  discussion  of  homework  assignment:  

         Here  is  information  about  the  population  of  several  cities  presented  in  a  variety  of  representations.  

 

    Big  Rock  

Time  (year)   Population  

0   6002  

1   6101  

2   6199  

3   6302  

4   6400  

 

 

Waltersville  

Time  (year)   Population  

1   502  

2   2008  

3   4518  

4   8032  

 

 

 

 

 

Topic  9:  Exploring  rate  of  change  in  other  situations   395  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

1. For  each  city,  complete  the  tasks  outlined  below.  Write  your  answers  in  the  table.    

•   Determine  if  the  population  has  a  constant  rate  of  change  or  a  nonconstant  rate  of  change.    

•   For  cities  with  a  constant  rate,  find  that  rate.  

•   For  cities  with  a  nonconstant  rate,  decide  which  decide  which  type  of  nonlinear  function  (exponential,  quadratic,  inverse  variation)  best  describes  the  relationship  between  the  variables.    

• Use  your  answers  in  the  first  three  columns  to  predict  each  city’s  population  for  the  next  year.  Enter  your  findings  in  the  fourth  column  of  the  table.    

City  Constant  rate  or  nonconstant  rate?  

If  constant  rate,  what  is  the  rate?  

If  nonconstant  rate,  what  nonlinear  function  type?  

Predict  the  population  for  the  next  year  

Hettsburg  

Big  Rock  

Rock  Canyon  City  

Rapid  City  

Waltersville  

Bristol  

Triple  Falls  

 

2. Pick  two  cities  and  represent  the  data  in  two  different  forms  besides  the  one  in  which  their  data  were  originally  given  (graph,  table,  description,  news  broadcast,  newspaper)  on  separate  paper.  Be  creative!  

 

 

396     Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2015  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  Agile  Mind,  Inc.  

STAYING SHARP 9.7

Practicing

 algeb

ra  skills  &  con

cepts  

1. Graph  the  following  points:  

(3,5)        (4,6)        (8,10)          

 Could  the  ordered  pairs  represent  the  width  and  length  of  proportional  photographs?  Explain.  

2. Which  graph  represents  continuous  data?      

Which  graph  represents  discrete  data?                  

Explain  your  answers.  

Prep

aring  for  up

coming  lesson

s  

3. Rewrite  each  expression  as  simply  as  you  can:  

 

3x  +  11y  –  2x  –  4y  

 

-­‐7a  +  4b  –  5c  +  -­‐2b  +  3a  

 

-­‐1.8m  –  3.7n  +  (-­‐3.4m)  –  5.3n  

 

4. Find  the  value  of  n  that  makes  this  equation  true.  (Use  any  method  you  want,  including  working  backwards.)  Show  how  you  found  your  answer.  

 

3.2n  +  13.3  =  26.1    

 

Focus  skill:  U

nit  rates  

Felicity  the  Clown  inflates  2  balloons  in  5  minutes.  Grumpy  the  Clown  ties  5  balloon  animals  in  12  minutes.  They  both  work  at  a  steady  rate.  

5. If  Felicity  maintained  this  constant  rate,  how  many  balloons  could  she  inflate  in  one  hour?  

 

     

 

6. If  Grumpy  maintained  this  constant  rate,  how  many  balloon  animals  could  he  tie  in  one  hour?